Устройство для контроля давления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

<»>9 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(Ь!)М. Кл. (22)Заявлено 24.11.80 (21) 3008847/18-10 с присоелинениеет заявки М

G 01 L 9/10.

)аоударстеениый комитет (23) П риоритет

Опубликовано 30. 05. 82 ° Бюллетень М 20 ро делам изобретений и открытий (53) УДК 531. .787(088.8) Дата опубликования описания 30 ° 05.82 (72) Авторы изобретения

В.И. Сажин, А.И. Юрченко и Ю.H. Макаров

Горьковский политехнический институт им. А.А. Жданова (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контроль" но-измерительной технике, занимающейся измерением давлений и усилий и может быть использовано, например, при испытании изделий на герметичность по. падению давления и при контроле давлений B,ãèäðoñèñòåìàõ.

Известны индукционные динамометры, содержащие упругие чувствительные элементы, выполненные в виде трубчатого гофрированного магнитопровода, 1О расположенного концентрично внутри намагничивающей и измерительной обмоток, подключенных соответственно к источнику переменного тока и к индит 15 катору L1).

Подобные устройства служат только для измерения усилия, а для определения предельного значения контролируемого усилия необходимо непрерыв20 ный аналоговый сигнал преобразовать в дискретный, что довольно сложно.

Из-за отсутствия блокировки устройства при достижении контролируемым усилием предельного значения, возможен выход элементов устройства из строя.

Наиболее близким к предлагаемому является индуктивный преобразователь давления, заключенный в цилиндрический корпус и содержащий мембрану, выполненную за одно целое с его кор" пусом, катушку индуктивности с неподвижным сердечником, соединенным с корпусом посадкой до упора на кольцевой буртик, и индикатор. При воздействии на мембрану изменяется зазор между ней и неподвижным сердечником и, соответственно, индуктивность катушки и ток в цепи ее, что фиксирует" ся индикатором (21.

Функциональные возможности этого преобразователя ограничиваются только измерением с той или иной точнос-, тью контролируемых давлений или усилий, воздействующих на мембрану. Предельные значения давлений или усилий можно с большой погрешностью опреде3 93231 лить только путем преобразования непрерывного сигнала в дискретный.

Погрешность эта увеличивается и из-за того, что указанное преобразование с целью фиксации предельного значения нагрузки происходит на нелинейном, предельном участке характеристики преобразователя, т.е. когда зазор приближается к нулю. Значительная погрешность в определении 1О предельной нагрузки приводит к недостаточной надежности в работе как самого преобразоввтеля1 так и аппарата, в котором контролируется давление или усилие. 15

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение надежности его работы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для контроля давления, содержащее индуктивный датчик в виде соленоидной обмотки с неподвижным сердечником, заключенных в цилиндрический магнитовод с чувствительной мембраной в торце, отделенной от сердечника воздушным зазором, и индикатор, снабжено сигнализатором предельной нагрузки, выполненным в виде тороидального сердечника с расположенной на нем обмоткой, размещенного внутри цилиндрического магнитопровода концентрично сердечнику,с зазором относительно мембраны.

Кроме того, между тороидальным сердечником и соленоидной обмоткой радиально расположены немагнитные токопроводящие пластины, гальванически связанные с неподвижным серфо дечником и цилиндрической частью магнитопровода.

При этом немагнитные токопроводящие пластины выполнены с возможностью деформации в осевом направлении дат45 чика, а неподвижный сердечник состоит иэ двух частей, разделенных одна от другой зазором в пределах соленоидной обмотки,и при этом одна из частей сердечника жестко связана с пластинами, а другая — с торцовой частью магнитопровода.

Это позволяет с высокой точностью фиксировать достижение предельной нагрузки в момент касания мембраной.сердечника соленоидной обмотки, Следовательно, устройство может быть использовано не только для измерения

2 4 усилия, но и регистрации или сигнализации предельной нагрузки или усилия, что повышает надежность его работы.

На фиг. 1 изображено устройство для контроля давления общий вид на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из индуктивного датчика в виде соленоидной обмотки 1 с сердечником 2, заключенных в цилиндрический магнитопровод 3 с чувствительной мембраной 4, индикатора 5 контролируемого давления, сигнализатора предельной нагрузки, выполненного в виде тороидального сердечника 6 с расположенной на нем обмоткой 7, размещенного внутри цилиндрического магнитопровода 3 концентрично сердечнику 2. Целесообразнее тороидальный сердечник 6 с обмоткой 7 разместить с торца соленоидной обмотки 1,, обращенного к чувствительной мембране 4, а между тороидальным сердечником 6 и соленоидной обмоткой 1 радиально расположить немагнитные токопроводящие пластины 8, гальванически (электрически) связанные с сердечником 2 и цилиндрической частью магнитопровода 3. Предпочтительно пластины 8 выполнить с воэможностью деформации в осевом направлении датчика, а сердечник 2, состоящим из двух частей 9 и 10, разделенных друг от друга зазором 11, расположенным в пределах соленоидной обмотки .1, одна часть сердечника

2 жестко связана с пластинами 8, а другая — с торцовой .частью 12 магнитопровода 3. Последовательно с обмоткой 7 включено реле 13, контакты которого включены в цепь сигнализации о достижении предельной нагрузки и отключения воздействия контролируемого давления (не показаны). Между сердечником 2 и чувствительной мембраной 4 устанавливается зазор 14, по величине значительно больший зазора 11. Пластины 8 выполнены из немагнитного, т.е. неферромагнитного, материала, с воэможностью деформации и жестко крепятся к цилиндрической части магнитопровода 3 и части

9 сердечника 2.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воздействия на чувствительную мембрану 4 между ней и сердечником 2 существуют вполне on932312 ределенные, предварительно установленные зазоры 11 и 14 и через индикатор 5 проходит тоже вполне опредеЛенный ток, определяемый полным сопротивлением соленоидной обмотки 1.

В это же время реле 13 обесточено, так как индуктивное сопротивление обмотки 7 велико и проходящий через них ток мал.

При воздействии усилия или давления на чувствительную мембрану 4 зазор 14 уменьшается, индуктивность соленоидной обмотки 1 начинает увеличиваться, а ток проходящий через индикатор 5 уменьшается. Ток же-через последовательно включенные обмотку

7 и реле 13 остается неизменно малым до тех пор, пока мембрана 4 не касается части 6 сердечника 2. Касание их приводит к образованию для обмотки 7 короткозамкнутого витка, состоящего из части 9 сердечника 2, пластин 8, верхней части цилиндрического магнитопровода 3 и чувствительной мембраны 4, и резкому уменьшению индуктивности обмотки 7, увеличению тока через реле 13 и его срабатыванию. Пластины 8 установлены для уменьшения длины образующегося. короткозамкнутого витка, и тем самым увеличения изменения тока через реле

13. Вместо пластин можно поставить диск, контактирующий с сердечником

2 и цилиндрической частью магнитопровода 3, но в этом случае он представляет .мощный короткозамкнутый виток для соленоидной обмотки 1, а это нежелательно.

Зазор 11 необходим на случай, если контакт между чувствительной мембраной 4 и сердечником 2 образуется не сразу, а при некотором давлении на сердечник 2, т.е. он необходим для полного исключения значительных усилий на элементы датчика.

Предлагаемое устройство позволяет измерять не только давление и усилия, но также с высокой точностью фиксировать достижение предельной нагрузки, что повышает надежность его работы.

6 формула изобретения

1. Устройство для контроля давления, содержащее индуктивный датчик в виде соленоидной обмотки с неподвижным сердечником, заключенных в цилиндрический магнитопровод с чувствительной мембраной в торце, отделенной от сердечника воздушным

10 зазором, и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, оно снаб.— жено сигнализатором предельной на-!

5 грузки, выполненным в виде тороидального сердечника с расположенной на нем обмоткой, размещенного внутри цилиндрического магнитопровода концентрично сердечнику, с зазором относительzo но мембраны.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в.нем между тороидальным сердечником и соленоидной обмоткой радиально pac2s положены немагнитные токспроводящие пластины, гальванически связанные с неподвижным сердечником и цилиндрической частью магнитопровода.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т щ л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем немагнитные токопроводящие пластины выполнены с возможностью деформации в осевом направлении датчика, а неподвижный сердечник состоит из двух частей, разделенных одна от другой зазором в пределах соленоидной обмотки, и при этом одна из частей сердечника жестко связана с пластинами, а другая - с торцовой частью

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Авторское свидетельство СССР

N 575505, кл. G 01 1 1/14, 03.05.76.

2. Авторское свидетельство СССР

И 220594, кл. G О1 L 9/10, 11.08.66 (прототип).

932312

Составитель А. Соколовский

Редактор Ю. Середа Техред М. Надь Корректор М. Коста

ll I Т H l f Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,